避免输入滤波器谐振的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明一般地涉及一种用于避免输入滤波器谐振的装置及方法。更具体地，涉及 一种避免PWM开关调制驱动器输入滤波器在驱动器的开关频率范围内发生谐振的装置及 方法。
【背景技术】
[0002] 电动机的驱动器通常是对输入的市电或工业用电进行滤波、整流、逆变处理来得 到驱动电动机所需的具有合适电压、频率的驱动源。其中在驱动器的输入部分需要接入输 入滤波器W满足EMC方面的要求，在驱动器的逆变处理中通常使用PWM的高开关频率的逆 变调整来获得合适的驱动源。
[0003] 图1示出了驱动器的输入滤波器。图2示出了驱动器输入滤波器的共模电流路径。
[0004] 参见图1，L1是共模电感器，也称为共模扼流圈，其具有漏电感LdiffW及共模电 感Lem。其中的X电容器Cxa、Cxb与L1的漏电感Ldiff-起构成型差模滤波器，漏电 感Ldiff的电感量非常小，大约为共模电感Lem的1%~5%，因此差模滤波器的谐振频率非 常高，超出了驱动器的逆变处理所使用的HVM调制中的开关频率，驱动器的逆变处理所使 用的PWM调制的开关频率通常为2曲Z~16kHz。
[000引共模电感Lem与Y电容器切、电动机寄生电容Cm、电缆寄生电容Cc一起构成共模 滤波器，共模电感Lem的电感量一般在0. 2地~15恤的范围内，共模滤波器的谐振频率较 低，并且共模滤波器的谐振频率还取决于电动机的电缆长度W及电动机寄生电容，因此，共 模滤波器的谐振频率化多数情况下处于驱动器的逆变处理所使用的PWM调制中的开关频 率范围之内。
[0006] 当根据客户应用情况改变电动机电缆长度时，电缆寄生电容Cc也随着改变，因此 共模滤波器的谐振频率化将随着改变，并且共模滤波器的谐振频率化也会因为共模扼流 圈L1的例如±30%的容差而改变。
[0007] 由于Y电容器切与电动机寄生电容Cm、电缆寄生电容Cc相比较小，可队忽略不 计，所W我们可W得到共模滤波器的谐振频率化为：
[0008]
【主权项】
1. 一种避免PWM开关调制驱动器中输入滤波器谐振的装置，包括： 共模电流传感器（10 )，感测输入共模电流（Icm); 模数转换器A/D (20)，将感测到的输入共模电流（Icm)转换成数字信号；以及 微控制器MCU (30)，将来自模数转换器A/D20的输入共模电流（Icm)的数字值与阈值 进行比较，根据比较结果，减小逆变器的开关频率（Fsw)，使得逆变器的开关频率（Fsw)小 于输入滤波器的共模谐振频率（Fc)，以使得输入滤波器避开谐振。
2. 如权利要求1所述的装置，其中 共模电流传感器（10)使用电流互感器。
3. 如权利要求1所述的装置，其中 共模电流传感器（10)套装在驱动器的整流桥和输入滤波器之前的电缆上。
4. 如权利要求1所述的装置，其中 微控制器MCU (30)是与驱动器共用的微控制器MCU。
5. 如权利要求1所述的装置，其中 阈值为输入共模电流（Icm)的最大值的3倍，输入共模电流（Icm)的最大值是指驱动器 正常工作、输入滤波器没有谐振时输入共模电流（Icm)的最大值。
6. 如权利要求1所述的装置，其中 共模电流传感器（10)安置在驱动器的功率路径上，模数转换器A/D (20)和微控制器 MCU (30)安置在驱动器的控制部分电路中。
7. -种避免PWM开关调制驱动器中输入滤波器谐振的方法，包括： 感测输入共模电流（Icm); 将所感测的输入共模电流（Icm)与一阈值进行比较； 根据比较结果，减小逆变器的开关频率（Fsw)，使得逆变器的开关频率（Fsw)小于输入 滤波器的共模谐振频率（Fc)，以使得输入滤波器避开谐振。
8. 如权利要求7所述的方法，其中所述比较步骤包括： 如果所感测的输入共模电流（Icm)小于阈值，则返回感测输入共模电流（Icm); 如果将所接收的输入共模电流（Icm)大于等于阈值，则逐步降低驱动器的逆变部分 PWM调制的开关频率（Fsw)，直到以特定次数感测的输入共模电流（Icm)均小于阈值为止。
9. 如权利要求7所述的方法，其中 阈值为输入共模电流（Icm)的最大值的3倍，输入共模电流（Icm)的最大值是指驱动器 正常工作、输入滤波器没有谐振时输入共模电流（Icm)的最大值， 特定次数为5次。
【专利摘要】提供了一种避免PWM开关调制驱动器中输入滤波器谐振的装置和方法。所述装置，包括：共模电流传感器（10），感测输入共模电流（Icm）；模数转换器A/D（20），将感测到的输入共模电流（Icm）转换成数字信号；以及微控制器MCU（30），将来自模数转换器A/D20的输入共模电流（Icm）的数字值与阈值进行比较，根据比较结果，减小逆变器的开关频率（Fsw），使得逆变器的开关频率（Fsw）小于输入滤波器的共模谐振频率（Fc），以使得输入滤波器避开谐振。
【IPC分类】H02M1-32, H02M1-44
【公开号】CN104753324
【申请号】CN201310740917
【发明人】陈奉国, 陈景, 连孝藩
【申请人】施耐德东芝换流器欧洲公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月27日